机电一体化技术与系统课程设计

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1、课程设计说明书郑州电力职业技术学院课程设计说明书题目机电一体化技术与系统课程设计--数控加工中心刀具换刀系统的设计系别机电工程系专业机电一体化专业班级09机电一班姓名赵晓伟设计时间201110指导教师刘光定二○一一年二月一日郑州电力职业技术学院16课程设计说明书课程设计任务书一、课程设计任务设计一个数控加工中心刀具库换刀系统。二、课程设计要求刀具由PLC控制来实现其功能。斗笠式刀库装6把刀，从上向下看顺时针编号，以机械手位置为基准，刀号变大方向连续3把刀盘逆时针换刀；刀号变小连续2把刀采用顺时针旋转换刀。例如：假设1号刀

2、为停留在机械手位置处时，调去1号刀时刀盘不动作；调取5、6号刀时刀盘顺时针旋转，调去2、3、4号刀时，刀盘逆时针旋转。三、课程设计的参数设置（1）寄存器D0;机械手当前位置寄存器。（2）寄存器D1：程序刀号寄存器。（3）寄存器D3：偏差寄存器。（4）参数K：参数K1、K2、K3、K4、K5、K6分别为1、2、3、4、5、6。四、课程设计过程第一节PLC基本介绍可编程器的定义和产生：可编程控制器简称PLC于1968年美国的汽车工业首先提出了可编程控制器的概念，在1987年2月，国际电工委员会（IEC）在可编程控制器的标准中

3、做可如下定义：“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计，他采用用可编程序的存储器逻辑运算、顺序控制、定时、技数和算术运算等操作的指令，并通过数字式和模拟式的输入输出接口。控制各种类型的机械或生产过程，可编程控制器及其有关外围设备易于工业控制系统连成一个整体，并已于扩充其功能。早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器(ProgrammableLogicntroller,PLC)，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展，这种采用微型计算机的工业控制装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，

4、因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PC。但是为了避免与个人计算机(PersonalComputer)的简称混淆，所以将可编程序控制器简称PLC,plc自1966年美国数据设备公司（DEC）研制出现，现行美国，日本，德国的可编程序控制器质量优良，功能强大。图1—1PLC简单认识。16课程设计说明书图1-1(PLC认识)可编程控制器的特点：可靠性强，抗干扰能力强，平均无故障的时间可达到30万小时以上；适用性强，应用灵活；编程方便，易于使用；具有各种接口，与外围设备连接方便，适应范围广；功能完善具有模拟和数字输入输出、

5、逻辑运算、定时、计数、数据处理、通信、人机对话、自检、记录和显示等功能，可实现顺序控制、逻辑控制、顺序控制、位置控制和生产过程控制，通过编程器在线和离线修改程序，就能更改系统的控制功能及要求。可编程控制器的应用：可编程控制器近年来不断发展和完善，目前他已广泛应用于机械制造、石化、冶炼、电力轻纺、汽车、交通及各种机电产品的生产中，其应用类型包括以下几种：顺序控制和时序控制；过程控制；数据处理；联网和显示打印。PLC实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，基本构成为：a、电源：PLC的电源在整个系

6、统中起着十分重要的作用。如果没有一个良好的、可靠的电源系统是无法正常工作的，因此PLC的制造商对电源的设计和制造也十分重视。一般交流电压波动在+10%(+15%)范围内，可以不采取其它措施而将PLC直接连接到交流电网上去b.中央处理单元(CPU)；16课程设计说明书中央处理单元(CPU)是PLC的控制中枢。它按照PLC系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据；检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。当PLC投入运行时，首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并

7、分别存入I/O映象区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O映象区或数据寄存器内。等所有的用户程序执行完毕之后，最后将I/O映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行，直到停止运行。为了进一步提高PLC的可靠性，近年来对大型PLC还采用双CPU构成冗余系统，或采用三CPU的表决式系统。这样，即使某个CPU出现故障，整个系统仍能正常运行。c、存储器：存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。存放应用软件的存储器称为用户程序存储器。d、

8、输入输出接口电路：①现场输入接口电路由光耦合电路和微机的输入接口电路，作用是PLC与现场控制的接口界面的输入通道。②现场输出接口电路由输出数据寄存器、选通电路和中断请求电路集成，作用PLC通过现场输出接口电路向现场的执行部件输出相应的控制信号。e、功能模块:如计数、定位等功能模块.f、通信模块:如以太网、RS485、